Теоретическая часть. Шум – это беспорядочное сочетание различных по частоте и интенсивности звуков, мешающих человеческой деятельности и вызывающих неприятные ощущения

Шум – это беспорядочное сочетание различных по частоте и интенсивности звуков, мешающих человеческой деятельности и вызывающих неприятные ощущения. Шум наносит большой ущерб производственной деятельности человека. В результате утомления из-за сильного шума увеличивается число ошибок при работе человека, повышается опасность возникновения травм, снижается производительность труда. Шум является также причиной значительных экономических потерь в результате роста числа и продолжительности заболеваний, непродуктивной работы и т.д. Поэтому борьба с шумом является важной народнохозяйственной задачей.

Источниками шума могут быть вибрирующие, колеблющиеся тела, которые вызывают звуковые волны, распространяющиеся в твердых, жидких и газообразных средах.

По источникам возникновения шумы делят на механические, аэродинамические и шумы электрических машин.

Физическими характеристиками шума являются частота звука в герцах, длина волны в метрах, скорость распространения звука в метрах в секунду.

Частотой волны j называют число периодов, содержащихся в одной секунде j = 1/Т. В однородной среде длина волны связана с частотой через скорость звука С:

(5.1)

 

В акустике широкое распространение получила также круговая или циклическая (угловая) частота, измеряемая в радианах в секунду (рад/с)

 

(5.2)

 

Человек может слышать только те звуки, частота которых находится в пределах от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотой менее 16 Гц называются инфразвуковыми, с частотой выше 20000 Гц – ультразвуковыми.

Важными характеристиками шума являются звуковое давление Р, в Па и интенсивность звука J, в Вт/м².

Звуковое давление – это разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде.

Интенсивность звука – это средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице площади поверхности, нормальной к направлению распространения волны.

Интенсивность шума (звука) измеряют как во всей области частот (суммарная звуковая энергия), так и в определенном диапазоне частотной полосы – в пределах октав.

Октава –это диапазон частот, в котором верхняя граница частоты вдвое больше нижней. Однако для обозначения октавы обычно указывают не диапазон частот, а так называемые среднегеометрические частоты, которые характеризуют полосу в целом и определяются по формуле

 

, (5.3)

 

где f₁ и f₂ – соответственно низшая и высшая частоты, Гц.

 

Так, для октавы 40–80 Гц среднегеометрическая частота равна 62, 5 Гц; для октавы 80–160 Гц – 125 Гц и т. д.

Среднегеометрические частоты октавных полос стандартизированы и для санитарно-гигиенической оценки шума составляют 31, 5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Значения интенсивности звука и звукового давления измеряются в очень широких пределах. Интенсивность звука измеряется от 10 до 10^-12 Вт/м², звуковое давление – от 2·10² до 2·10^-5 Па.

Также установлено, что ухо человека реагирует пропорционально логарифму относительного изменения интенсивности или звукового давления. Учитывая это, были введены логарифмические величины уровня интенсивности и звукового давления, выражаемые в децибелах (дБ).

Уровень интенсивности звука L, дБ, определяется по формуле

 

(5.4)

где J₀ – пороговая величина интенсивности, J₀ = 10^-12, Вт/м².

 

Уровень звукового давления Lр определяется по формуле

 

(5.5)

где Р₀ – пороговое звуковое давление, Р₀ = 2·10^-5 Па.

 

Допустимые уровни шума на рабочих местах регламентируются в соответствии с нормативными документами.

При нормировании шума используют два метода: нормирование по предельному спектру шума в дБ; нормирование интегрального (по всему диапазону частот) показателя – уровня звука в дБА.

Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука на рабочих местах для широкополосного постоянного и непостоянного (кроме импульсного) шума приведены в приложении Д.